📄 modified_ebcot2.c
字号:
/******************************************************************************
功能描述:
Implements block_encode
以下部分是对EBCOT的编码。三个通道。四种编码形式
功能描述：编码过程中，每个系数总处于三种状态之一：无效态，有效态，上下文有效态
******************************************************************************/
/*****************************************************************************/
// 程序: ebcot 编码
// 版本: V0.0
// 作者: 胡运平
// 最后修改时间 : 30, 6, 2005
/****************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include<math.h>
#include<assert.h>
#include"fdwt.h"
#include"block_encode.h"
/******************************************************************************
//函数功能：
//输入：1 3 7 15 31 63 127 255
//输出 1 2 3 4 5 6 7 8
*******************************************************************************/
int log2i(int val)
{
int i;
if(val>=0 && val<=1)
i=0;
else if(val>=2 && val<=3)
i= 1;
else if(val>=4 && val<=7)
i =2;
else if(val>=8 && val<=15)
i=3;
else if(val>=16 && val<=31)
i=4;
else if(val>=32 && val<=63)
i=5;
else if(val>=64 && val<=127)
i=6;
else if(val>=128 && val<=255)
i=7;
return i;
}
/******************************************************************************
//输入为block code 的小波量化系数，输出为文件形式的（CX,D）
*******************************************************************************/
void block_encode(int block_bufferin[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH])
{
int i,j,k,m;
int max;
unsigned char c[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH];//显著性状态。
unsigned int f[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH] = {0};
// unsigned char kign;
FILE *context;
if ((context = fopen("context.raw","wb+")) == NULL)
{
printf("cannot open file\n");
return;
}
/*******************************************************************************
// x;//符号变量
// q;//显著性状态变量
// e;//延迟显著性状态变量 表示系数是否是第一次被量值改进,也叫细化信息位
// v;//样本比特值
// pi;//编码状态变量 ,在每个位平面P的第一编码过程中设置其值，若该样本在该编码过程
//中处理，置1，否则设成0 初始化所有状态变量为0
********************************************************************************/
for(i=0;i<BLOCKLENGTH;i++)
for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
{
state_data_x[i][j] = 0;
state_data_q[i][j] = 0;
state_data_e[i][j] = 0;
state_data_v[i][j] = 0;
state_data_pi[i][j] = 0;
}
/******************************************************************************
//小波系数的预处理，完成三个功能：码块生成过程，数据格式转换过程，码块最大值查
找过程
//求单个码块的最大值和把符号位提取出来给符号变量X;符号变换，补码形式变成源码形式
*******************************************************************************/
max = abs(block_bufferin[0][0]);
for(i=0;i<BLOCKLENGTH;i++)
for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
{
state_data_x[i][j] = (block_bufferin[i][j]>>16 & 1);
block_bufferin[i][j] = abs(block_bufferin[i][j]);
if(block_bufferin[i][j]>max)
max = block_bufferin[i][j];
}
//环境状态字初始化,16位，每一个总共表示有1个系数的所有状态变量。
for(i=0;i<BLOCKLENGTH;i++)
for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
{
c[i][j] = 0;
}
/******************************************************************************
//预处理完毕可以进行下面的核心编码操作,以四个系数作为一个stripe编码，
//最高位平面开始编码，最高位平面只进行cleanup通道编码
//依次经过三个编码通道。
//环境状态字给初值,12位，显示重要性状态值。状态变量如下所示：
// x;//符号变量
// q;//显著性状态变量
// e;//延迟显著性状态变量 表示系数是否是第一次被量值改进,也叫细化信息位
// v;//样本比特值
// pi;//编码状态变量 表示位平面上的比特值是否已经被编码，也叫访问信息位
********************************************************************************/
for(k=log2i(max);k>-1;k--)
{//位平面层数，从最高位平面到最低位平面0编码
for(i=0;i<BLOCKLENGTH;i++)
{
for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
{
c[i][j] = state_data_q[i][j];
state_data_v[i][j] = ((block_bufferin[i][j]>>k) & 1);
state_data_pi[i][j] = 0;
// printf("%d ",c[i][j]);
// printf("%d ",state_data[i][j].v);
// printf("%d ",state_data_x[i][j]);
// printf("%d ",block_bufferin[i][j]);
}
}
init_environment(f,c,state_data_x);
for(i=0;i<BLOCKLENGTH/4;i++)
{
for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
{
if(k==log2i(max))
goto RLC;
else
{
for(m=0;m<4;m++)
{//开始重要性传播位平面的重要性扫描通道,处理当前不显著，但具有显著邻域的样本
if(state_data_q[4*i+m][j]==0 && init_significant(f[4*i+m][j],0)>0)
{//当前系数不是重要性系数,上下文区域不是0
fprintf(context,"%d %d ",init_significant(f[4*i+m][j],0),state_data_v[4*i+m][j]);
if(state_data_v[4*i+m][j])
{
state_data_q[4*i+m][j] = 1;
//unsigned char init_sign(unsigned int f, unsigned char v,int i,int j)
fprintf(context,"%d %d ",init_sign(f[4*i+m][j],state_data_x[4*i+m][j]),state_data_x[4*i+m][j]);
}
state_data_pi[4*i+m][j] = 1;
}
else
state_data_pi[4*i+m][j] = 0;
//开始幅值细化通过，位平面的幅度细化扫描通道
if(state_data_q[4*i+m][j]==1 && state_data_pi[4*i+m][j]==0)
{//该系数是重要的，
fprintf(context,"%d %d ",init_magnitude(f[4*i+m][j],state_data_e[4*i+m][j]),state_data_v[4*i+m][j]);
state_data_e[4*i+m][j] = 1;
}
}
//开始清除通过
RLC: if((init_significant(f[4*i][j],0)==0) && (init_significant(f[4*i+1][j],0)==0) &&
(init_significant(f[4*i+2][j],0)==0) && (init_significant(f[4*i+3][j],0)==0))
{
if(!(state_data_v[4*i][j] | state_data_v[4*i+1][j] |
state_data_v[4*i+2][j] | state_data_v[4*i+3][j]))
{
fprintf(context,"%d %d ",17,0);
// state_data_pi[4*i][j] = state_data_pi[4*i+1][j] =
// state_data_pi[4*i+2][j] = state_data_pi[4*i+3][j] = 1;
continue;
}
for(m = 0;m<4;m++)
{
if(state_data_v[4*i+m][j])
{
fprintf(context,"%d %d ",17,1);
if(m == 0)
{
fprintf(context,"%d %d ",18,0);
fprintf(context,"%d %d ",18,0);
//此时将符号位元编码，有5种可能的情况(9-13)sign coding
// Encode sign bit
fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m][j]);
state_data_q[4*i+m][j] = 1;//重要性标志置1
// state_data_pi[4*i+m][j] = 1;//标志此位被访问过。
//第二位开始编码
fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+1][j]);
// state_data_pi[4*i+m+1][j] = 1;//标志此位被访问过。
if(state_data_v[4*i+m+1][j])
{
//此时将符号位元编码，有5种可能的情况(9-13)sign coding
// Encode sign bit
fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+1][j]);
state_data_q[4*i+m+1][j] = 1;//重要性标志置1
}
//第三位开始编码
fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+2][j]);
// state_data_pi[4*i+m+2][j] = 1;//标志此位被访问过。
if(state_data_v[4*i+m+2][j])
{
//此时将符号位元编码，有5种可能的情况(9-13)sign coding
// Encode sign bit
fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+2][j]);
state_data_q[4*i+m+2][j] = 1;//重要性标志置1
}
//第四位开始编码
fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+3][j]);
// state_data_pi[4*i+m+3][j] = 1;//标志此位被访问过。
if(state_data_v[4*i+m+3][j])
{
//此时将符号位元编码，有5种可能的情况(9-13)sign coding
// Encode sign bit
fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+3][j]);
state_data_q[4*i+m+3][j] = 1;//重要性标志置1
}
break;
}
if(m == 1)
{
fprintf(context,"%d %d ",18,0);
fprintf(context,"%d %d ",18,1);
//此时将符号位元编码，有5种可能的情况(9-13)sign coding
// Encode sign bit
fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m][j]);
state_data_q[4*i+m][j] = 1;//重要性标志置1
// state_data_pi[4*i+m-1][j] = 1;//标志此位被访问过。
// state_data_pi[4*i+m][j] = 1;//标志此位被访问过。
//第三位开始编码
fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+1][j]);
// state_data_pi[4*i+m+1][j] = 1;//标志此位被访问过。
if(state_data_v[4*i+m+1][j])
{
//此时将符号位元编码，有5种可能的情况(9-13)sign coding
// Encode sign bit
fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+1][j]);
state_data_q[4*i+m+1][j] = 1;//重要性标志置1
}
//第四位开始编码
fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+2][j]);
// state_data_pi[4*i+m+2][j] = 1;//标志此位被访问过。
if(state_data_v[4*i+m+2][j])
{
//此时将符号位元编码，有5种可能的情况(9-13)sign coding
// Encode sign bit
fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+2][j]);
state_data_q[4*i+m+2][j] = 1;//重要性标志置1
}
break;
}
if(m == 2)
{
fprintf(context,"%d %d ",18,1);
fprintf(context,"%d %d ",18,0);
//此时将符号位元编码，有5种可能的情况(9-13)sign coding
// Encode sign bit
fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m][j]);
state_data_q[4*i+m][j] = 1;//重要性标志置1
// state_data_pi[4*i+m-2][j] = 1;//标志此位被访问过。
// state_data_pi[4*i+m-1][j] = 1;//标志此位被访问过。
// state_data_pi[4*i+m][j] = 1;//标志此位被访问过。
fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+1][j]);
// state_data_pi[4*i+m+1][j] = 1;//标志此位被访问过。
if(state_data_v[4*i+m+1][j])
{
//此时将符号位元编码，有5种可能的情况(9-13)sign coding
// Encode sign bit
fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+1][j]);
state_data_q[4*i+m+1][j] = 1;//重要性标志置1
}
break;
}
if(m == 3)
{
fprintf(context,"%d %d ",18,1);
fprintf(context,"%d %d ",18,1);
//此时将符号位元编码，有5种可能的情况(9-13)sign coding
// Encode sign bit
fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m][j]);
state_data_q[4*i+m][j] = 1;//重要性标志置1
// state_data_pi[4*i+m-3][j] = 1;//标志此位被访问过。
// state_data_pi[4*i+m-2][j] = 1;//标志此位被访问过。
// state_data_pi[4*i+m-1][j] = 1;//标志此位被访问过。
// state_data_pi[4*i+m][j] = 1;//标志此位被访问过。
break;
}
}
}
continue;
}
else
{
for(m=0;m<4;m++)
{
if(state_data_q[4*i+m][j]==0 && init_significant(f[4*i+m][j],0)==0)
{//当前系数不是重要性系数
fprintf(context,"%d %d ",init_significant(f[4*i+m][j],0),state_data_v[4*i+m][j]);
if(state_data_v[4*i+m][j])
{
state_data_q[4*i+m][j] = 1;
//unsigned char init_sign(unsigned int f, unsigned char v,int i,int j)
fprintf(context,"%d %d ",init_sign(f[4*i+m][j],state_data_x[4*i+m][j]),state_data_x[4*i+m][j]);
}
}
}
}
}
/******************************************************************************
//环境状态字12位，显示重要性状态值。状态变量如下所示：
// x;//符号变量
// q;//显著性状态变量
// e;//延迟显著性状态变量 表示系数是否是第一次被量值改进,也叫细化信息位
// v;//样本比特值
// pi;//编码状态变量 表示位平面上的比特值是否已经被编码，也叫访问信息位
*******************************************************************************/
}
}
//到次为止完成三个通道的编码。
}
fclose(context);
}
void encode_allsubband(int block_bufferin[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH],
float interleave[LENGTH+8][WIDTH+8])
{
int i,j,m=0,n=0;
int image_size = LENGTH*WIDTH;
int block_size = BLOCKLENGTH*BLOCKWIDTH;
int blocksample[4][4] =
{
{1,6,-5,0},
{4,1,7,-4},
{0,5,-2,-5},
{-3,4,-3,1}
// {1,2,3,4},
// {1,2,3,4},
// {1,2,3,4},
// {1,2,3,4}
};
// long int c[16][8];
//for(k=8;)
// for(m=0;m<2;m++)
// for(n=0;n<2;n++)
{
printf("\nThe block_code sample is:");
for(i=0;i<BLOCKLENGTH;i++)
for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
{
//block_bufferin[i][j] = (floor)(interleave[i+4+m][j+4+n]+0.5);
block_bufferin[i][j] = blocksample[i][j];
if((!j%4))
printf("\n");
printf("%d ",block_bufferin[i][j]);
}
block_encode(block_bufferin);
}
}
/******************************************************************************
以上完成EBCOT的编码，输出送入MQ算术编码器中
******************************************************************************/
void init_environment(unsigned int f[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH],unsigned char
c[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH],unsigned char state_data_x[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH])
{
struct entironment_data
{
unsigned a12:1;
unsigned a11:1;
unsigned a10:1;
unsigned a9:1;
unsigned a8:1;
unsigned a7:1;
unsigned a6:1;
unsigned a5:1;
unsigned a4:1;
unsigned a3:1;
unsigned a2:1;
unsigned a1:1;
}state[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH];
int i,j;
/******************************************************************************
//环境状态变量 d0 v0 d1 a1 a5 a2 a9
h0 x h1 a7 x a8 a11 x a12
d2 v1 d3 a3 a6 a4 a10
******************************************************************************/
state[0][0].a12 = state_data_x[0][1] & 1;
state[0][0].a11 = 0;
state[0][0].a10 = state_data_x[1][0] & 1;
state[0][0].a9 = 0;
state[0][0].a8 = c[0][1] & 1;
state[0][0].a7 = 0;
state[0][0].a6 = c[1][0] & 1;
state[0][0].a5 = 0;
state[0][0].a4 = c[1][1] & 1;
state[0][0].a3 = 0;
state[0][0].a2 = 0;
state[0][0].a1 = 0;
state[0][BLOCKWIDTH-1].a12 = 0;
state[0][BLOCKWIDTH-1].a11 = state_data_x[0][BLOCKWIDTH-1-1] & 1;
state[0][BLOCKWIDTH-1].a10 = state_data_x[1][BLOCKWIDTH-1] & 1;
state[0][BLOCKWIDTH-1].a9 = 0;
state[0][BLOCKWIDTH-1].a8 = 0;
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